CN104933515A - 一种用于石油化工企业电网的管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于石油化工企业电网的管理系统，其中，其包括辅助决策模块、企业数据模块与设备运行分析模块，企业数据模块、设备运行分析模块分别与辅助决策模块通信连接，企业数据模块与设备运行分析模块通信连接；辅助决策模块用于根据企业数据模块与设备运行分析模块的数据监控电网运行状态，并将电网运行状态上传至控制中心。可有效提高电网的安全可靠性及经济效益，降低由于电网“晃电”引起装置的非计划停车等重大事故的概率，实现了电网总体安全经济技术指标最优的管理目标；通过建设企业电网及电气设备的安全运行管理体系，提升电网的安全管理水平，实现电网数据的集中存放管理。

Description

一种用于石油化工企业电网的管理系统

技术领域

本发明涉及石油化工电气安全技术领域，尤其涉及一种用于石油化工企业电网的管理系统。

背景技术

目前石油化工企业电网现行的安全稳定运行水平、经济技术指标、信息化管理手段有待进一步提高，主要体现在以下几个方面：企业电网不断扩容改建，主网结构搭积木式扩展，系统接近极限运行，抗扰动能力较弱，如果任一设备发生故障或外电网波动，都会在不同程度上影响企业电网的正常运行，引起电网“晃电”事故，导致装置非计划停车，乃至造成企业电网全停，甚至引起火灾爆炸等重大事故。2008年的茂名乙烯6.3火灾事故就是由于线路遭受雷击引起电力系统“晃电”导致装置非计划停车造成的；对企业发展和用电负荷增长速度估计不足，一旦出现突发故障，就需要靠甩负荷来维持重要负荷用电；企业缺乏电网可靠性分析的计算手段，难以精确把握电网在正常运行及事故状态下的潮流分布，无法选择最佳的运行方式及制定防止电网崩溃的有效措施，难以保障电力系统的安全可靠运行且获得最大的经济效益；负荷分配不均衡，配电变压器及电动机负荷率偏低，造成电网损耗较大，经济运行水平偏低；企业电网数据未实现统一管理，大量的数据分散在调度、继保、运行等各个部门独立管理应用，且所需的信息大都以各种书面文件、档案资料的形式存放，既不方便查询，又不能及时得到更新维护，同时这些电网参数在存储格式和组织上都没有统一的规范,给企业安全监管带来了的困难。

石油化工企业电网现行的安全可靠性分析、经济效益评价、运行管理等手段已难以适应国家电网信息化管理水平发展的需要，迫切需要建立一套电网安全运行管理系统，解决上述问题，同时对于保障能源安全、节电降损具有一定的经济效益和社会效益。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明提供的一种用于石油化工企业电网的管理系统，以实现电网的安全可靠性及经济效益，降低由于电网“晃电”引起重大事故的概率。

为解决上述技术问题，本发明方案包括：

一种用于石油化工企业电网的管理系统，其中，其包括辅助决策模块、企业数据模块与设备运行分析模块，企业数据模块、设备运行分析模块分别与辅助决策模块通信连接，企业数据模块与设备运行分析模块通信连接；辅助决策模块用于根据企业数据模块与设备运行分析模块的数据监控电网运行状态，并将电网运行状态上传至控制中心；企业数据模块用于统计所有设备的电网业务应用，并将所有数据输送至设备运行分析模块；设备运行分析模块用于分析所有设备的电网业务运行稳定性与经济性、定期对电网业务运行情况进行仿真校验，并将所有数据输送至辅助决策模块。

所述的管理系统，其中，上述辅助决策模块包括电网工程管理单元与统计分析单元，电网工程管理单元用于实现对电网工程项目的信息化管理；

统计分析单元用于统计分析电网业务内大型电气设备的运行现状，电网事故状况及电网的经济运行指标。

所述的管理系统，其中，上述企业数据模块包括电网设施管理单元、设备运行管理单元、电网安全运行分析单元、电网经济运行评价单元与电网工程管理单元。

所述的管理系统，其中，上述电网设施管理单元包括单线图管理子单元、一次主接线图管理子单元、二次保护配置图管理子单元、设备模型管理子单元与备品备件管理子单元；

单线图管理子单元是建设基于单线图模式的电网网架结构，展示电网的拓扑结构，实现电网安全运行分析数据的可视化展示；

一次主接线图管理子单元是分层分区管理电网网架结构，并表征各电气设备的属性，告警可视化展示电网静态安全分析的薄弱环节；

二次保护配置图管理子单元是图形化展示继电保护及安全自动装置的定值参数，告警可视化展示电网暂态安全分析的薄弱环节；

设备模型管理子单元是将每台设备的属性、状态相关信息与关键运行数据进行关联，建立设备模型；

备品备件管理子单元是将备品备件的属性、状态相关信息与相关设备属性进行关联，建立备品备件模型。

所述的管理系统，其中，上述设备运行管理单元包括设备评级管理子单元、缺陷管理子单元、三票管理子单元、运行监控管理子单元、检维修管理子单元与日志管理子单元；

设备评级管理子单元设定按照设备、单元、线路、台区方式对设备进行评级，设定班组工区、生技多级评级；

缺陷管理子单元是用于跟踪电网所有设备从发现缺陷到消除缺陷的全过程；

三票管理子单元是用于工作票、操作票、临时用电票的流程化填写、审批、评议和统计查询；

运行监控管理子单元是对电网内关键设备及主要线路运行情况进行监控，实现主网架结构图形可视化展示；

检维修管理子单元用于记录设备检修记录管理、检修周期设置、检修提醒的数据；

日志管理子单元用于记录交接班日志、巡检日志、操作记录及台帐的数据。

所述的管理系统，其中，上述电网安全运行分析单元包括电网潮流计算分析子单元、运行方式优化子单元、检修倒闸方案校核子单元、短路电流计算子单元、暂态故障分析子单元与电机启动分析子单元；

电网潮流计算子单元是根据给定的电网结构、参数运行条件，确定电力系统各个部分的稳态运行状态参数；

运行方式分析子单元是检验系统在各种运行方式下电气设备容量是否满足要求，电力系统的各个状态变量是否越限；

检修倒闸方案校核子单元是分析电网某一电气设备在检修方式下或某开关在倒闸操作时能否保证电网的供电能力；

短路电流计算子单元是计算电网各节点的短路电流值，校验断路器的遮断容量是否满足要求；

暂态故障分析子单元是当企业内部电网或外部电网电气元件发生故障时，时域仿真分析电网电压失稳、频率失稳、功角失稳的运行特性，判别电网的稳定状态；

电机启动分析子单元是分析大容量电机启动时电网的失稳运行特性，根据给定的电机群起时的时序策略，仿真电网瞬时启动特性。

所述的管理系统，其中，上述电网经济运行评价单元包括无功电压分析子单元、运行方式分析子单元、损耗统计子单元与节电分析子单元；

无功电压分析子单元用于设定控制电网电压水平能达到预期目标；

运行方式分析子单元是计算分析不同运行方式下全网的能量损耗；

损耗统计分析子单元是对比分析不同运行方式下的网络损耗，为用户提供最优化的降损途径；

节电分析子单元是对比分析采取降损决策前后需要缴纳的电费，并折算成月度电费及年度电费。

所述的管理系统，其中，上述电网工程管理单元用于实现企业向总部关于电力系统增容及技术改造方案、隐患治理年度计划和方案、发展规划项目、安全及经济运行评价报告的定期上报。

所述的管理系统，其中，上述设备运行分析模块包括电网设施管理单元、电网安全运行分析单元、电网经济运行评价单元与技术报告管理单元；

电网设施管理单元是用于实现企业网架拓扑结构、电气设备关键参数、电网安全运行建模参数的数字化管理及可视化展示；

电网安全运行分析单元是用于提供企业电网安全运行仿真计算分析的智能报表；

电网经济运行评价单元是用于给出电网能耗及电费的报表；

技术报告管理单元是用于建立企业电网安全运行分析、经济运行评价计算结果的分类管理。

本发明提供的一种用于石油化工企业电网的管理系统，采用“决策命令层-设备运行分析层-企业数据管理层”的三层架构体系，一方面可有效提高电网的安全可靠性及经济效益，降低由于电网“晃电”引起装置的非计划停车等重大事故的概率，实现了电网总体安全经济技术指标最优的管理目标，另一方面通过建设企业电网及电气设备的安全运行管理体系，提升电网的安全管理水平，实现电网数据的集中存放管理，建立总部与各企业之间的规范化、数字化的电网管理方式，为总部安全监管提供决策依据。

附图说明

图1为本发明中管理系统的结构示意图；

图2为本发明中企业数据模块的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种用于石油化工企业电网的管理系统，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种用于石油化工企业电网的管理系统，如图1与图2所示的，其包括辅助决策模块1、企业数据模块2与设备运行分析模块3，企业数据模块2、设备运行分析模块3分别与辅助决策模块1通信连接，企业数据模块2与设备运行分析模块3通信连接；辅助决策模块1用于根据企业数据模块2与设备运行分析模块3的数据监控电网运行状态，并将电网运行状态上传至控制中心；企业数据模块2用于统计所有设备的电网业务应用，并将所有数据输送至设备运行分析模块3；设备运行分析模块3用于分析所有设备的电网业务运行稳定性与经济性、定期对电网业务运行情况进行仿真校验，并将所有数据输送至辅助决策模块1。

更进一步的，上述辅助决策模块1包括电网工程管理单元4与统计分析单元5，电网工程管理单元4用于实现对电网工程项目的信息化管理；

统计分析单元5用于统计分析电网业务内大型电气设备的运行现状，电网事故状况及电网的经济运行指标。辅助决策模块1是电网安全监管的辅助决策层，是建设电网纵向信息化管理的基础，实现集团公司对企业电网安全及经济运行的计算机管理模式。

更进一步的，如图2所示的，上述企业数据模块2包括电网设施管理单元6、设备运行管理单元7、电网安全运行分析单元8、电网经济运行评价单元9与电网工程管理单元10，企业数据模块2是系统的基础数据库，以电网及设备的运行管理为基础，以安全、经济、高效为目标，覆盖企业各级单位发、变、输、供等全过程的安全生产管理业务应用，实现企业电网结构及电气设备安全生产及经济运行的有效管理。

上述电网设施管理单元6包括单线图管理子单元11、一次主接线图管理子单元12、二次保护配置图管理子单元13、设备模型管理子单元14与备品备件管理子单元15；

单线图管理子单元11是建设基于单线图模式的电网网架结构，展示电网的拓扑结构，实现电网安全运行分析数据的可视化展示；

一次主接线图管理子单元12是分层分区管理电网网架结构，并表征各电气设备的属性，告警可视化展示电网静态安全分析的薄弱环节；

二次保护配置图管理子单元13是图形化展示继电保护及安全自动装置的定值参数，告警可视化展示电网暂态安全分析的薄弱环节；

设备模型管理子单元14是将每台设备的属性、状态相关信息与关键运行数据进行关联，建立设备模型；

备品备件管理子单元15是将备品备件的属性、状态相关信息与相关设备属性进行关联，建立备品备件模型。

更进一步的，上述设备运行管理单元7包括设备评级管理子单元16、缺陷管理子单元17、三票管理子单元18、运行监控管理子单元19、检维修管理子单元20与日志管理子单元21；

设备评级管理子单元16设定按照设备、单元、线路、台区方式对设备进行评级，设定班组工区、生技多级评级；

缺陷管理子单元17是用于跟踪电网所有设备从发现缺陷到消除缺陷的全过程；

三票管理子单元18是用于工作票、操作票、临时用电票的流程化填写、审批、评议和统计查询；

运行监控管理子单元19是对电网内关键设备及主要线路运行情况进行监控，实现主网架结构图形可视化展示；

检维修管理子单元20用于记录设备检修记录管理、检修周期设置、检修提醒的数据；

日志管理子单元21用于记录交接班日志、巡检日志、操作记录及台帐的数据。

在本发明的另一较佳实施例中，上述电网安全运行分析单元8包括电网潮流计算分析子单元22、运行方式优化子单元23、检修倒闸方案校核子单元24、短路电流计算子单元25、暂态故障分析子单元26与电机启动分析子单元27；

电网潮流计算子单元22是根据给定的电网结构、参数运行条件，确定电力系统各个部分的稳态运行状态参数；

运行方式分析子单元23是检验系统在各种运行方式下电气设备容量是否满足要求，电力系统的各个状态变量是否越限；

检修倒闸方案校核子单元24是分析电网某一电气设备在检修方式下或某开关在倒闸操作时能否保证电网的供电能力；

短路电流计算子单元25是计算电网各节点的短路电流值，校验断路器的遮断容量是否满足要求；

暂态故障分析子单元26是当企业内部电网或外部电网电气元件发生故障时，时域仿真分析电网电压失稳、频率失稳、功角失稳的运行特性，判别电网的稳定状态；

电机启动分析子单元27是分析大容量电机启动时电网的失稳运行特性，根据给定的电机群起时的时序策略，仿真电网瞬时启动特性。

各个进步一的，上述电网经济运行评价单元9包括无功电压分析子单元28、运行方式分析子单元29、损耗统计子单元30与节电分析子单元31；

无功电压分析子单元28用于设定控制电网电压水平能达到预期目标；

运行方式分析子单元29是计算分析不同运行方式下全网的能量损耗；

损耗统计分析子单元30是对比分析不同运行方式下的网络损耗，为用户提供最优化的降损途径；

节电分析子单元31是对比分析采取降损决策前后需要缴纳的电费，并折算成月度电费及年度电费。

更进一步的，上述电网工程管理单元10用于实现企业向总部关于电力系统增容及技术改造方案、隐患治理年度计划和方案、发展规划项目、安全及经济运行评价报告的定期上报。

而且上述设备运行分析模块3包括电网设施管理单元32、电网安全运行分析单元33、电网经济运行评价单元34与技术报告管理单元35；

电网设施管理单元32是用于实现企业网架拓扑结构、电气设备关键参数、电网安全运行建模参数的数字化管理及可视化展示；

电网安全运行分析单元33是用于提供企业电网安全运行仿真计算分析的智能报表；

电网经济运行评价单元34是用于给出电网能耗及电费的报表；

技术报告管理单元35是用于建立企业电网安全运行分析、经济运行评价计算结果的分类管理。

当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。

Claims (9)

1.一种用于石油化工企业电网的管理系统，其特征在于，其包括辅助决策模块、企业数据模块与设备运行分析模块，企业数据模块、设备运行分析模块分别与辅助决策模块通信连接，企业数据模块与设备运行分析模块通信连接；辅助决策模块用于根据企业数据模块与设备运行分析模块的数据监控电网运行状态，并将电网运行状态上传至控制中心；企业数据模块用于统计所有设备的电网业务应用，并将所有数据输送至设备运行分析模块；设备运行分析模块用于分析所有设备的电网业务运行稳定性与经济性、定期对电网业务运行情况进行仿真校验，并将所有数据输送至辅助决策模块。

2.根据权利要求1所述的管理系统，其特征在于，上述辅助决策模块包括电网工程管理单元与统计分析单元，电网工程管理单元用于实现对电网工程项目的信息化管理；

统计分析单元用于统计分析电网业务内大型电气设备的运行现状，电网事故状况及电网的经济运行指标。

3.根据权利要求1所述的管理系统，其特征在于，上述企业数据模块包括电网设施管理单元、设备运行管理单元、电网安全运行分析单元、电网经济运行评价单元与电网工程管理单元。

4.根据权利要求3所述的管理系统，其特征在于，上述电网设施管理单元包括单线图管理子单元、一次主接线图管理子单元、二次保护配置图管理子单元、设备模型管理子单元与备品备件管理子单元；

单线图管理子单元是建设基于单线图模式的电网网架结构，展示电网的拓扑结构，实现电网安全运行分析数据的可视化展示；

一次主接线图管理子单元是分层分区管理电网网架结构，并表征各电气设备的属性，告警可视化展示电网静态安全分析的薄弱环节；

二次保护配置图管理子单元是图形化展示继电保护及安全自动装置的定值参数，告警可视化展示电网暂态安全分析的薄弱环节；

设备模型管理子单元是将每台设备的属性、状态相关信息与关键运行数据进行关联，建立设备模型；

备品备件管理子单元是将备品备件的属性、状态相关信息与相关设备属性进行关联，建立备品备件模型。

5.根据权利要求3所述的管理系统，其特征在于，上述设备运行管理单元包括设备评级管理子单元、缺陷管理子单元、三票管理子单元、运行监控管理子单元、检维修管理子单元与日志管理子单元；

设备评级管理子单元设定按照设备、单元、线路、台区方式对设备进行评级，设定班组工区、生技多级评级；

缺陷管理子单元是用于跟踪电网所有设备从发现缺陷到消除缺陷的全过程；

三票管理子单元是用于工作票、操作票、临时用电票的流程化填写、审批、评议和统计查询；

运行监控管理子单元是对电网内关键设备及主要线路运行情况进行监控，实现主网架结构图形可视化展示；

检维修管理子单元用于记录设备检修记录管理、检修周期设置、检修提醒的数据；

日志管理子单元用于记录交接班日志、巡检日志、操作记录及台帐的数据。

6.根据权利要求3所述的管理系统，其特征在于，上述电网安全运行分析单元包括电网潮流计算分析子单元、运行方式优化子单元、检修倒闸方案校核子单元、短路电流计算子单元、暂态故障分析子单元与电机启动分析子单元；

电网潮流计算子单元是根据给定的电网结构、参数运行条件，确定电力系统各个部分的稳态运行状态参数；

运行方式分析子单元是检验系统在各种运行方式下电气设备容量是否满足要求，电力系统的各个状态变量是否越限；

检修倒闸方案校核子单元是分析电网某一电气设备在检修方式下或某开关在倒闸操作时能否保证电网的供电能力；

短路电流计算子单元是计算电网各节点的短路电流值，校验断路器的遮断容量是否满足要求；

暂态故障分析子单元是当企业内部电网或外部电网电气元件发生故障时，时域仿真分析电网电压失稳、频率失稳、功角失稳的运行特性，判别电网的稳定状态；

电机启动分析子单元是分析大容量电机启动时电网的失稳运行特性，根据给定的电机群起时的时序策略，仿真电网瞬时启动特性。

7.根据权利要求3所述的管理系统，其特征在于，上述电网经济运行评价单元包括无功电压分析子单元、运行方式分析子单元、损耗统计子单元与节电分析子单元；

无功电压分析子单元用于设定控制电网电压水平能达到预期目标；

运行方式分析子单元是计算分析不同运行方式下全网的能量损耗；

损耗统计分析子单元是对比分析不同运行方式下的网络损耗，为用户提供最优化的降损途径；

节电分析子单元是对比分析采取降损决策前后需要缴纳的电费，并折算成月度电费及年度电费。

8.根据权利要求3所述的管理系统，其特征在于，上述电网工程管理单元用于实现企业向总部关于电力系统增容及技术改造方案、隐患治理年度计划和方案、发展规划项目、安全及经济运行评价报告的定期上报。

9.根据权利要求1所述的管理系统，其特征在于，上述设备运行分析模块包括电网设施管理单元、电网安全运行分析单元、电网经济运行评价单元与技术报告管理单元；

电网设施管理单元是用于实现企业网架拓扑结构、电气设备关键参数、电网安全运行建模参数的数字化管理及可视化展示；

电网安全运行分析单元是用于提供企业电网安全运行仿真计算分析的智能报表；

电网经济运行评价单元是用于给出电网能耗及电费的报表；

技术报告管理单元是用于建立企业电网安全运行分析、经济运行评价计算结果的分类管理。